Hình 5-41: Quá trình truyền-nhận
Thông tin từ lớp trên cũng như thông tin của lớp vật lý sẽ được nhồi vào các symbol. Để truyền được dữ liệu, các quá trình gồm có mã hóa kênh, điều chế OFDM thành các symbol và điều chế cao tần.
Quá trình truyền bao gồm các quá trình nhỏ sau • Mã hóa kênh
Gồm hai ba quá trình nhỏ là quá trình ngẫu nhiên hóa, quá trình mã hóa sửa lỗi FEC và quá trình xen kẽ.
Quá trình ngẫu nhiên hóa
Quá trình được gọi là ngẫu nhiên nhưng thực chất đó chỉ là sự giả ngẫu nhiên. Tức là một cụm các bit đầu vào sẽ được biến đổi sao cho xác suất xuất hiện các bit 0 và 1 là tương đương nhau, chống lại hiên tượng quá nhiều bit 0 và bit 1 cùng xuất hiện. Nhưng quá trình này có chu kì lặp lại nên trong một khoảng thời gian nhất định thì coi nó là ngẫu nhiên. Điều này có hai tác dụng. Thứ nhất, và quan trọng nhất là nó đảm bảo được sự đồng bộ với bên thu, đồng hồ bên thu sẽ dễ dàng được khôi phụ hơn, qua đó sự giải điều cũng dễ hơn. Thứ hai, đối với các thiết bị mà không có được bộ giải điều chế ngẫu nhiên thì các tín hiệu này giống như các tín hiệu nhiễu, tạp (xác suất bit 1 và 0 là ngang nhau), nó sẽ không thu nhận được.
Quá trình mã hóa sửa lỗi
Đây là quá trình mã hóa để sửa lỗi trong trường hợp các bit bị hỏng, bị sai trên đường truyền. Trong những điều kiện truyền không tốt, dữ liệu bị hỏng, bên thu có
thể dựa vào quá trình giải mã để hồi phục lại nguyên vẹn thông tin. Wimax kết hợp cả hai loại mã sửa lỗi là mã khối và mã chập. Dữ liệu được mã hóa bằng mã khối, sau đó sẽ được mã hóa bằng mã chập. Mã khối được dùng là mã Reed-Solomon.
Bảng 5.3 mô tả cụ thể đối với mã sửa lỗi với các lựa chọn khác nhau:
Bảng 5.3: Các mô hình mã hóa
Mã hóa RS(n,k,t) nghĩa là ta sẽ k bit đầu vào, n bit đầu ra và ta có thể sửa được t lỗi.
Mã hóa CC n/k nghĩa là ta có k bit đầu vào và n bit đầu ra
Ví dụ khi dùng điều chế QPSK với 24 byte đầu vào chưa được mã hóa. Khi qua bộ mã hóa Reed-Solomoon RS (32,24,4) ta sẽ có 32 byte đầu ra. Tiếp tục cho qua bộ mã hóa CC2/3 ta sẽ có 48 byte đầu ra. Như vậy số byte đầu vào là 24 và số byte đầu ra tổng cộng là 48. Kết quả ta có hệ số mã hóa chung là ½.
Quá trình xen kẽ
Đây cũng là một quá trình nhằm hỗ trợ việc khôi phục thông tin bên thu. Phòng trường hợp lỗi bit xảy ra một cụm liên tục nhau. Các cụm bit sẽ được truyền xen kẽ với nhau. Ví dụ như hình 5.19 dưới đây:
Hình 5-42: Quá trình xen kẽ
Ta thấy, giả sử nếu truyền như trường hợp 1, thì sẽ có trường hợp mà cụm bit a1a2a3a4 gặp quá nhiều lỗi đến mức không thể sửa được. Thực tế khi truyền dẫn nói chung, cả không dây và có dây, so với các lỗi khác thì xác suất xảy ra lỗi cụm là lớn. Vì vậy thay vì truyền cả cụm a1a2a3a4 ta thực hiện việc xen kẽ với các cụm khác rồi mới truyền. Giả dụ mà cả cụm a1b1c1d1 bị lỗi, thì khi khôi phục xen kẽ, trong cụm a1a2a3a4 cũng chỉ có bit a1 là bị lỗi, sẽ khôi phục lại dễ dàng bằng mã sửa lỗi.
Bảng 5.4 dưới đây mô tả xen kẽ trong Wimax
16 kênh con
(Mặc định) 8 kênh con 4 kênh con 2 kênh con 1 kênh con
BPSK 192 96 48 24 12 QPSK 384 192 96 48 24 16QAM 768 384 192 96 48 64QAM 1152 576 288 144 72 Bảng 5.4: Các mô hình xen kẽ • Điều chế OFDM
Quá trình này có một số điểm cần chú ý
Thông tin dẫn đường là các thông tin được chèn thêm vào để bên nhận có thể dự đoán được kênh truyền. Nó được vận chuyển bởi các sóng mang dẫn đường. Quá trình này được thực hiện trước khi ánh xạ vào các ký hiệu BPSK.
Điều chế số (ánh xạ)
Các bit sẽ được ánh xạ vào các kí hiệu BPSK, QPSK, 16QAM hoặc 64QAM tùy trường hợp. Do yêu cầu phải đảm bảo độ tin cậy, khỏe nhất nhất đối với các thông tin dẫn đường mà các thông tin này bắt buộc điều chế vào các kí hiệu BPSK.
IFFT
Quá trình điều chế đa sóng mang trực giao bằng cách biến đổi Furie rời rạc ngược. Các kí hiệu BPSK, QPSK, QAM được điều chế vào các sóng mang khác nhau.
WMAN-OFDM định nghĩa kích thước của FFT là 256. Với 192 sóng mang dữ liệu, 8 sóng mang dẫn đường và 55 sóng mang bảo vệ (sóng mang trung tâm không được dùng).
Bảng 5.5 mô tả cụ thể các thông số trong khâu biến đổi OFDM
Thông số Giá trị
Số sóng mang NFFT 256
Số sóng mang sử dụng 200
Số sóng mang dẫn đường 8
Số sóng mang dữ liệu 192
Số sóng mang bảo vệ 55 (28 Thấp, 27 cao)
Tg/Ts 1/4, 1/8, 1/16, 1/32
Bảng 5.5: Thông số điều chế OFDM trong Wimax
• Điều chế cao tần
Các sóng mang trong quá trình điều chế OFDM tạo thành một OFDM Symbol cơ bản, nó vẫn chưa thể phát truyền đi được. Để đưa lên anten để phát, cần phải có thêm một quá trình điều chế cao tần nữa.
Quá trình nhận được thực hiện theo thứ tự ngược lại, qua các khâu giải điều chế, giải mã.